Технічний стан автомобілів та його зміни у процесі експлуатації.

Найважливішими процесами фізичного старіння деталей автомобіля є втома, корозія і зношування. Старіння автомобіля — це процес поступової і безперервної зміни екс властивостей, що викликається дією механічних, електричних, теплових і інших навантажень. Наявність таких навантажень визначається режимом роботи і умовами експлуатації автомобіля.

Втома — процес руйнування деталі під впливом багатократних навантажень, що повторюються. Руйнування пов'язане з виникненням втомних тріщин, розвиток яких пропорційно кількості циклів вантаження. Втомною міцністю в основному визначається довговічність рам, ресор, картерів мостів і інших деталей автомобіля.

Корозія — процес руйнування матеріалів унаслідок їх хімічної і електрохімічної взаємодії із зовнішнім середовищем. Корозійні поразки деталейзавжди починаються з поверхні. Корозійною стійкістю багато в чому визначається довговічність кузова автобуса і легкового автомобіля.

Основною причиною зміни технічного стану механізмів автомобіля є зношування деталей — процес поступової зміни розмірів,форми і стани поверхні деталі,що відбувається при терті. Зношування, крім порушень механічних зв'язків між деталями, спричиняє за собою порушення термодинаміки згорання в двигуні, запалення в електроустаткуванні, сумішоутворення в системі живлення і тому подібне. Зношуванню деталей часто супроводять деформації, накопичення втомної напруги і тому подібне.

Зношування супроводжується як механічними, так і фізико-хімічними явищами, що ускладнюються тим, що на них істотний вплив робить проміжне середовище (мастило, повітря) і чинники навколишнього середовища: температура, вологість і запилена повітря, дія сонячних променів і так далі. Основна причина зношування деталей автомобіля— тертя ковзання і кочення. Поверхні тертя мають мікронерівності, розміри яких залежать від точності обробки. При терті взаємодіють мікронерівності поверхонь, що труться, між собою і з абразивними частинками, що потрапили в масло. Руйнування декількох шарів мікронерівностей приводить до макропошкоджень, тобто змінам форми поверхні. Тертя ковзання в двигуні відбувається між поршневим кільцемі дзеркалом циліндра, між шийками, колінчастого валу і підшипниками; тертя кочення — в шарико - і роликопідшипниках.

У механізмах автомобіля можуть бути одночасно два види тертя. Наприклад, робота шестерень коробки передач супроводжується тертям кочення і ковзання. Залежно від умов і режиму тертя, від якості поверхонь, що труться, змащувальних матеріалів і дії зовнішнього середовища характер зношування деталей механізмів автомобіля може бути різним.

Знос — результат зношування, що виявляється у вигляді зраді шиї розмірів, форми і стану поверхні деталі. З метою виявлення основного процесу руйнування поверхні і управління їм розроблені класифікації видів ізносу. Розрізняють механічне, корозійно- механічне і зношування під дією електричного струму. Стандарт встановлює терміни та означення основних понять, що застосовуються у науці, техніки та виробництві в області тертя, зношування та мащення.

Механічне зношування визначається різанням, виламуванням частинок, пластичною деформацією і тому подібне. Найбільш поширений вид механічного зношування — абразивне зношування.

Абразивним називається зношування поверхні деталі у результаті дряпання твердих частинок, які мають різну форму і по-різному орієнтовані своїми гострими ребрами до поверхні, що зношується. Одні з них надають ріжучу дію, а інші пластично деформують м'якший матеріал, залишаючи сліди у виглядівидавлених рисок. В результаті багатократного переміщення частинок відбувається поступове руйнування поверхневого шару деталі. Абразивні частинки можуть потрапляти на поверхні, що труться, разом з повітрям, паливом, мастилом і тому подібне. До абразивного зношування у поєднанні з іншими видами схильні практично всі деталі автомобіля, що труться.

Зношування унаслідок пластичної деформації характеризується тим, що при підвищених навантаженнях і температурах деталь інтенсивно деформується з утворенням пластично видавлених рисок або із зняттям стружки (пластичне різання) Поверхностні шари металу поступово переміщаються під дією сил тертя у напрямі ковзання. В цьому випадку зношування може відбуватися без втрати ваги, але при зміні розмірів. Цей вид зношування характерний для підшипників ковзання, втулок шатуна, бобишек поршня і інших деталей.

Зношування при крихкому руйнуванні характеризується тим, що поверхневий шар одного з металів, що труться, в результаті тертя і супутніх йому пластичних деформацій інтенсивно наклепує і стає крихким. Порушення зв'язків поверхневого шару з основною масою металу приводить до його руйнування з утворенням сколовши. Зносу при крихкому руйнуванні піддаються кільця кулькових і роликових підшипників, зуби шестерень і інші деталі.

Схоплювання металу і перенесення його з однієї деталі на іншу, вирівнювання частинок з поверхні однієї деталі і налипання або на кивання на іншу, заїдання зв'язаних деталей унаслідок виникнення молекулярного зчеплення між поверхнями, що труться є в підшипниках ковзання, втулках валів, поршнях та інших деталях, особливо в процесі приработки механізмів. При інтенсивному зчеплені металів здійснюється процес наволакливання шару менш міцного металу на поверхню більш міцного.

До механічного також відносяться і ерозійне і кавітація зношування, які викликаються взаємодією потоків рідин або газів з поверхнями деталей.

Ерозія — процес вимивання і вирива окремих частинок матеріалу унаслідок тертя потоку рідини або газу і їх ударів об поверхню. Прикладом ерозії може бути зношування паливної апаратури дизельних двигунів, жиклерів карбюраторів, випускних клапанів двигуна.

Кавітація — це утворення, а потім і поглинання парогазових бульбашок в рухомій на поверхні деталі рідині при певних співвідношеннях тиску і температур в змінних перетинах потоку. Руйнування бульбашок кавітацій супроводжується гідравлічними ударами по поверхні деталі і утворенням каверн (порожнин). Руйнування кавітації іноді спостерігається у водяних насосах, на зовнішніх поверхнях мокрих гільз циліндрів двигуна і в інших деталях автомобіля.

Корозійно-механічне зношування супроводжується явищами хімічної дії середовища (кисню, газів, кислот, лугів) з матеріалом деталей, що труться. Взаємодія середовища з поверхневими шарами металу приводить до утворення нових хімічних з’єднань, які різко змінюють властивості активних шарів металу, що труться. При цьому поверхні, що труться, зношуються унаслідок періодичного утворення і руйнування менш міцного шару.Корозійно- механічному зношуванню піддаються циліндри двигуна, вкладиші підшипників, шийки колінчастого валу та інші деталі унаслідок дії сірної, сірчистої і органічної кислот.

Зношування під дією електричного струму (електроерозійне зношування) поверхні виникає в результаті дії розрядів при проходженні електричного струму.

Залежно від умов роботи одна і та ж деталь може піддаватися одночасно дії декількох видів зношування. Наприклад, верхня частина циліндра двигуна піддається одночасно механічному і корозійно-механічному зношуванню.

Інтенсивність зношування поверхневих шарів має певні закономірності. Величина зносу підвищується протягом всього пробігу Е автомобіля до граничного стану деталі, але інтенсивність зношування різна на різних етапах роботи.

На технічний стан автомобіля впливають конструктивні, технологічні, експлуатаційні і інші чинники.

Конструктивні чинники визначаються формами і розмірами деталей (від них залежить питомий тиск на поверхню деталі, концентрація напруги, ударна і втомна міцність металу); жорсткістю конструкції, тобто властивістю деталей, особливо базових, трохи деформуватися під впливом сприйманих навантажень; точністю взаємного розташування поверхонь і осей спільно працюючих деталей; правильним вибором посадок, що забезпечують надійну роботу сполучень, і ін.

Технологічні — це чинники, залежні від якості матеріалів, використовуваних для виготовлення деталей, застосування відповідної термічної обробки їх і складальних робіт (центрівка, співвісна, регулювання зазорів, якість кріплення) і так далі.

Експлуатаційні чинники залежать від дорожніх, транспортних і кліматичних умов. Вони найбільшою мірою впливають на технічний стан автомобілів. Дорожні умови характеризуються типом, станом і міцністю покриттів, подовженим профілем дороги, режимом руху, видимістю і так далі. Кліматичні‚ у різні періоди роки визначаються температурою і вологістю повітря, атмосферним тиском, кількістю опадів, силою та напрямом вітру, тривалістю снігового покрову. Транспортні умови включають об'єм і відстань перевезень, умови вантаження і розвантаження, особливості організації перевезень, умови зберігання, обслуговування і ремонту автомобілів.

Залежно від умов експлуатації змінюються швидкісні і навантажувальні режими деталей, механізмів і агрегатів автомобілів і термін їх безвідмовної роботи. Наприклад, на коротких маршрутах частіше користуються зчепленням, гальмами, перемикають передачі, унаслідок чого збільшується вірогідність їх відмов.

При експлуатації автомобілів у важких дорожніх умовах збільшуються навантаження на деталі автомобіля, викликаючи прискорене зношування, втому металу, порушення стабільності кріплень і регулювань, а у ряді випадків поломку деталей тертям ходової частини і рульового управління. Різні дорожні умови впливають на зміну характеру дії навантажень. Вібрації рами унаслідок нерівностей дороги ослабляють заклепувальні з'єднання, порушують співвісну двигуна і коробки передач, викликають додаткові навантаження в корпусах. Вібрація автомобіля прискорює знос і приводить до поломки кріпильних деталей карданної передачі, радіатора і підвіски.

Пониження температури навколишнього повітря, погіршення із стояння дорогі унаслідок сніжних занесень або бездоріжжя викликають додатковий передчасний знос або поломки деталей автомобіля (знос шліців, вилок, шпильок і підшипників хрестовини, зріз шпильок кріплення підвісної опори і ін.).

З метою зменшення впливу кліматичних умов на протікання робочих процесів автомобіля створені спеціальні змащувальні матеріали. Робота автомобіля на вологих дорогах, а також в умовах вологого клімату викликає корозію деталей підвіски, рами,кузова, крил, кабіни і тому подібне.

На термін служби силових передач автомобіля істотно впливає їх тепловий режим. Він визначається температурою повітря, ступенем завантаження автомобіля, його швидкістю і залежить від довжини їзди, тривалості простою під вантаженням і вивантаженням, якістю технічного обслуговування в процесі роботи і іншими показниками.

В процесі роботи і зберігання автомобіля ряд його агрегатів і деталей знаходяться в постійній взаємодії з експлуатаційними матеріалами. Властивості цих матеріалів і умови їх застосування позначаються на процесі зношування і корозії деталей, витраті масла, продуктивності автомобіля. Вживані експлуатаційні матеріали повинні відповідати конструктивним і технологічним особливостям агрегатів автомобіля, їх технічному стану і умовам експлуатації.

Значний вплив на технічний стан автомобіля надає якість його водіння, від якого залежать динамічні навантаження в деталях трансмісії автомобіля. Найбільш дієві режими чіпання з місця у разі застрявання автомобіля. При різкому включенні зчеплення момент, що крутить, прикладається до трансмісії, може значно перевищити максимальний момент двигуна, що крутить, з урахуванням коефіцієнта запасу. Цим пояснюються поломки в трансмісії автомобіля, що працює в умовах поганих доріг.